| Project/Area Number |
23K13953
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
足助 聡一郎 神戸大学, 農学研究科, 助教 (90882514)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | いもち病菌 / エンバク / 病原性fine-tuning / 非病原力遺伝子 / 抵抗性遺伝子 |
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| Outline of Research at the Start |
ホストジャンプによる新興病原菌の発生は安定的な作物生産における予期せぬ脅威である。いもち病菌は様々なイネ科植物属特異的に寄生性分化していることで知られているが、栽培エンバク（Avena sativa）に流行病を引き起こす「エンバク菌群」はまだ報告されていない。しかし、そこに至る途上の中間型はすでに野外から分離されており、今まさに栽培エンバクへのホストジャンプを成し遂げる過程にあると考えられる。本研究ではいもち病菌のエンバクへの漸進的な病原性増大、最終的な「菌群」確立に寄与する遺伝子の同定・単離を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
コムギいもち病菌Br48のエンバクに対する非病原力遺伝子PAT1を単離した。感受性エンバク品種Ot-28にBr58およびBr48のPAT1破壊株（Br48ΔPAT1）を接種したところ、いずれも病原性を示したが、Br48ΔPAT1はより弱い病原性を示した。この差異に着目して分離集団を作出・解析した結果、病原性のfine-tuningに関与する新規遺伝子PAT2を同定した。また、Br48ΔPAT1を用いたエンバク品種の反応評価により、Ot-5およびOt-22が依然として抵抗性を示すことが明らかとなった。令和6年度は、PAT2およびAVR-Rbl2の候補遺伝子の絞り込み、ならびにAVR-Rbl1の座乗領域の同定に取り組んだ。PAT2については、Br48ΔPAT1×Yt1R53（Br58とのF1）由来のBC1F1集団を用いて分離解析・マッピングを行い、第3染色体上の6 kbの領域に特定、さらにRNA-seq解析により候補を1遺伝子に絞り込んだ。AVR-Rbl2については、候補領域をカバーするエンバク菌Br58のBACクローンを選抜し、導入した形質転換体をエンバクOt-22に接種したところ、特定のBACクローンが微弱な非病原性を示した。AVR-Rbl1の単離に向けては、Ot-5に対し非病原性（Kt0R95）および病原性（Kt0R114）の菌系を交配し、得られたF1集団（Ty0R系統）における病原性は2:1:1（強非病原性：弱非病原性：病原性）の比率で分離した。分子マッピングの結果、強非病原性に関与する遺伝子は第3染色体短腕側、弱非病原性に関与する遺伝子は長腕側に存在することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在、PAT2、AVR-Rbl1、AVR-Rbl2のいずれの遺伝子についても、各染色体上の特定領域に座乗することを明らかにすることができており、単離まであと一歩の段階にある。AVR-Rbl2マッピングの過程で、現在利用しているエンバク菌のゲノム配列にアセンブリミスが含まれている可能性が示唆されたため、正確な候補遺伝子の絞り込みを目的として、再度全ゲノムシーケンスとアセンブリを行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Br48由来のPAT2座乗候補領域を、病原性菌系Yt1R53に導入した形質転換体を作出し、感受性エンバク品種Ot-28に接種して相補性試験を行う予定である。また、いもち病菌集団におけるPAT2の分布およびホモログ遺伝子の機能解析も進める。これらの結果とPAT1の機能解析結果をまとめて論文化することを目指す。
再度、エンバク菌の全ゲノムアセンブリを行い、得られたゲノム配列およびRNA-seq解析結果を基に候補遺伝子を絞り込み、相補性試験によりAVR-Rbl2およびAVR-Rbl1の単離を試みる。
さらに、Rbl2の座乗領域を明らかにするため、Ot-22 × Ot-28のF2:3集団を用いた分離分析を行い、MIG-seqを用いて各個体の遺伝子型を決定し、マッピングを試みる。
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